一種基于ＵＤＤＩ構(gòu)建軟組件庫(kù)的方法

摘 要：為了滿(mǎn)足軟組件重用者在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下共享軟組件資源的需要，提出了一種基于UDDI注冊(cè)機(jī)制使用Web 服務(wù)技術(shù)構(gòu)建軟組件庫(kù)的方法。利用UDDI 2.0支持外部分類(lèi)法的特性，將改進(jìn)后的刻面分類(lèi)法以tModel的形式注冊(cè)到UDDI注冊(cè)中心，并給出與該分類(lèi)法相對(duì)應(yīng)的分類(lèi)驗(yàn)證服務(wù)的簡(jiǎn)單描述。此外，擴(kuò)充了UDDI的查詢(xún)功能，將實(shí)現(xiàn)查詢(xún)匹配的服務(wù)集成到UDDI中，提供對(duì)多種服務(wù)描述語(yǔ)言的支持。

關(guān)鍵詞：軟組件庫(kù)；刻面分類(lèi)法；UDDI；Web服務(wù)

中圖法分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-3695(2006)10-0200-03

Approach for Constructing Software Component Repository Based on UDDI

CAO Honghua，YING Shi，DU Dehui，MA Yutao

（State Key Laboratory of Software Engineering， Wuhan University， Wuhan Hubei 430072， China）

Abstract:To satisfy the needs of sharing software components resources and related services on the Internet， an approach for constructing software component repository based on UDDI by Web service technology is proposed. Utilizing the feature of supporting external taxonomies in UDDI 2.0， the improved faceted classification is integrated into UDDI in the form of tModel and the taxonomy validation service associated with the classification is also given. Besides， the query mechanism is extended by integration the matching service in UDDI， which can support the describing languages for external service.

Key words:Software Component Repository;Faceted Classification;UDDI;Web Service

基于組件的軟件工程（CBSE）［1］對(duì)于軟件的開(kāi)發(fā)有著廣泛、深遠(yuǎn)的影響，軟組件庫(kù)的構(gòu)建是保證CBSE能夠有效進(jìn)行的關(guān)鍵技術(shù)。但是，現(xiàn)有的軟組件庫(kù)還不能有效滿(mǎn)足重用者在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的需要。解決該問(wèn)題的關(guān)鍵是如何使重用者能夠在互聯(lián)網(wǎng)上快速、準(zhǔn)確地查找到可用的軟組件［2］，并以 Web服務(wù)的形式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的組件資源共享。統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成（Universal Description， Discovery and Integration，UDDI［4］）是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中資源共享和相關(guān)服務(wù)的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此基于UDDI注冊(cè)機(jī)制并以Web服務(wù)的形式管理和查詢(xún)組件資源，為軟組件重用者在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中共享組件資源提供了一種現(xiàn)實(shí)可行的途徑。

1 改進(jìn)的刻面分類(lèi)法

1988年，DR.Ruben PrietoDiaz提出了基于刻面分類(lèi)法的傳統(tǒng)軟組件分類(lèi)法［3］，但傳統(tǒng)軟組件分類(lèi)法具有以下幾點(diǎn)明顯的局限性:①分類(lèi)法過(guò)于簡(jiǎn)單，缺乏面向重用者重用組件要求的刻面；②缺乏足夠的用于支持重用者查找和重用組件過(guò)程的信息；③定義一個(gè)用于組件分類(lèi)的類(lèi)目表和術(shù)語(yǔ)表是十分困難的。

為了較好地解決這些問(wèn)題，本文面向軟組件重用者，提出了一種改進(jìn)的刻面分類(lèi)法。在該分類(lèi)法中，擴(kuò)充一些面向重用者的刻面：①描述領(lǐng)域?qū)＜业姆诸?lèi)學(xué)知識(shí)的刻面；②描述特定應(yīng)用領(lǐng)域中軟組件用途的刻面；③描述軟組件模型的刻面；④描述軟組件開(kāi)發(fā)情況的刻面；⑤描述軟組件自省(Introspection)信息的刻面。

改進(jìn)后刻面分類(lèi)法的類(lèi)表結(jié)構(gòu)如下：

當(dāng)重用者檢索具有某一功能的軟組件時(shí)，只需要輸入關(guān)鍵字就能定位到領(lǐng)域刻面的功能屬性上，然后根據(jù)軟組件需要滿(mǎn)足的性能、附加信息和可擴(kuò)展的功能進(jìn)行選擇。與傳統(tǒng)的刻面分類(lèi)法相比，這些類(lèi)目結(jié)構(gòu)對(duì)于重用活動(dòng)具有實(shí)質(zhì)性意義，為重用過(guò)程中軟組件的選擇提供了充分的信息支持。這種刻面―子刻面—類(lèi)目的分類(lèi)結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)了軟組件庫(kù)中組件檢索的準(zhǔn)確定位，提高了軟組件的檢索速度和準(zhǔn)確性。

2 軟組件庫(kù)的構(gòu)建

2.1 UDDI 2.0及其對(duì)外部分類(lèi)法提供的支持

UDDI是分布式Web服務(wù)的信息注冊(cè)規(guī)范，它為基于Web服務(wù)的軟件開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)互操作的、底層的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，是Web服務(wù)技術(shù)框架中的重要標(biāo)準(zhǔn)。UDDI 2.0具有對(duì)外部分類(lèi)法提供支持的特性［3］，并提供了標(biāo)準(zhǔn)API來(lái)實(shí)現(xiàn)與外部分類(lèi)法相對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證服務(wù)。這一機(jī)制使得軟組件分類(lèi)法的提供者能夠擴(kuò)展UDDI操作入口站點(diǎn)的能力，使其能夠支持新的軟組件分類(lèi)法。這樣，UDDI注冊(cè)中心就可以包含新的軟組件分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，并使用驗(yàn)證服務(wù)對(duì)注冊(cè)的信息進(jìn)行驗(yàn)證，只有通過(guò)驗(yàn)證的注冊(cè)信息才能被保存在UDDI注冊(cè)中心。

2．2 軟組件刻面分類(lèi)法的注冊(cè)

由于UDDI內(nèi)置的三種分類(lèi)法中，沒(méi)有對(duì)軟組件進(jìn)行分類(lèi)管理的分類(lèi)方法，所以本文利用UDDI 2.0對(duì)外部分類(lèi)法提供支持的特性，將改進(jìn)后的刻面分類(lèi)法集成到UDDI注冊(cè)中心。其實(shí)質(zhì)就是在UDDI的分類(lèi)節(jié)點(diǎn)樹(shù)中新增加一個(gè)用來(lái)描述改進(jìn)后刻面分類(lèi)法的分類(lèi)節(jié)點(diǎn)。基于UDDI的軟組件庫(kù)工作模式如圖1所示。

(1) 軟組件分類(lèi)法提供者首先將軟組件刻面分類(lèi)法的技術(shù)信息注冊(cè)到UDDI，然后注冊(cè)對(duì)應(yīng)于該分類(lèi)法的分類(lèi)驗(yàn)證服務(wù)。

(2) 軟組件提供者將軟組件的相關(guān)信息注冊(cè)到UDDI，同時(shí)采用外部的軟組件分類(lèi)法提供者所提供的分類(lèi)法對(duì)其信息加以分類(lèi)。

(3) UDDI注冊(cè)中心發(fā)現(xiàn)了該外部分類(lèi)法，因此調(diào)用對(duì)應(yīng)于該分類(lèi)法的分類(lèi)驗(yàn)證服務(wù)來(lái)實(shí)施驗(yàn)證，如果驗(yàn)證成功則注冊(cè)實(shí)體包含的相關(guān)分類(lèi)信息被標(biāo)注為已校驗(yàn)（Checked），否則就被標(biāo)注為未通過(guò)校驗(yàn)(Unchecked)。

實(shí)現(xiàn)上述工作模式的關(guān)鍵之處在于，將描述軟組件刻面分類(lèi)信息的tModel添加到UDDI注冊(cè)中心的tModel類(lèi)型樹(shù)中，并給出對(duì)應(yīng)于這種外部分類(lèi)法的驗(yàn)證服務(wù)。

2．3 描述軟組件刻面分類(lèi)法的tModel

根據(jù)軟組件分類(lèi)的特點(diǎn)，需要建立一個(gè)類(lèi)型為分類(lèi)類(lèi)別的tModel來(lái)描述改進(jìn)后的刻面分類(lèi)法，并且將該tModel增加到UDDI的tModel類(lèi)型樹(shù)中，實(shí)現(xiàn)在UDDI的分類(lèi)體系中增加一種用于軟組件分類(lèi)管理的分類(lèi)方法。為了便于理解，本文給出了在UDDI注冊(cè)中心注冊(cè)一個(gè)需要檢查分類(lèi)法的簡(jiǎn)單例子，下面是關(guān)于軟組件刻面分類(lèi)法tModel的詳細(xì)描述：

tModelKey=\"uuid:…\">

Software Component Faceted Classification

Extendable taxonomy used to categorize software component.

Taxonomy of Software Component categorization. Only listed values can be referenced.

http://www.SKLSE.org/software_component_faceted_classification.html

keyName=\"uddiorg:types\"

keyValue=\"categorization\"/>

tModelKey=\"uuid:…\"

keyName=\"uddiorg:types\"

keyValue=\"checked\"/>

tModelKey=\"uuid:…\"

keyName=\"uddiorg:types\"keyValue=\"unvalidatable\"/>

該tModel中的tModelKey是由UDDI注冊(cè)中心隨機(jī)生成的，此外，tModel的名稱(chēng)、描述信息和概要性說(shuō)明文檔提供了關(guān)于分類(lèi)法的詳細(xì)描述信息。在keyedReference中，該tModel被標(biāo)記為Unvalidatable，表明在沒(méi)有完成外部分類(lèi)法的注冊(cè)過(guò)程之前，該分類(lèi)法是不可用的；只有將外部分類(lèi)法集成到UDDI數(shù)據(jù)中心后，該鍵值被修改為Validatable后該分類(lèi)法才是有效的。對(duì)于外置的軟組件分類(lèi)法而言，當(dāng)與該分類(lèi)法相關(guān)聯(lián)的tModelKey在軟組件注冊(cè)者提供的注冊(cè)信息中的keyedReference被引用后，其中的keyValue屬性值將被對(duì)應(yīng)的分類(lèi)法驗(yàn)證服務(wù)所驗(yàn)證。

2．4 改進(jìn)后的刻面分類(lèi)法所對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證服務(wù)

UDDI 規(guī)定，UDDI操作站點(diǎn)無(wú)論是何時(shí)調(diào)用用于保存注冊(cè)信息的標(biāo)準(zhǔn)API函數(shù)，如save_business()，save_service() 或 save_tModel()均將對(duì)其參數(shù)集中的分類(lèi)包（categoryBag）所有信息進(jìn)行檢查，驗(yàn)證其中的代碼值是否合法。第三方實(shí)體只需要發(fā)布一個(gè)名為validate_values的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)該驗(yàn)證服務(wù)。下面給出與改進(jìn)后的刻面分類(lèi)法所對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證服務(wù)的簡(jiǎn)單描述：

Software Component Provider

Softwre Component Service

Software Component Faceted Classification

其中businessEntity說(shuō)明了被驗(yàn)證的軟組件提供者；businessService說(shuō)明了軟組件的提供者所提供的Web服務(wù);tModel說(shuō)明了一種用于軟組件分類(lèi)的刻面分類(lèi)法。當(dāng)UDDI操作入口站點(diǎn)調(diào)用validate_values時(shí)會(huì)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用傳入一個(gè)businessEntity、一個(gè)businessService 或是一個(gè)tModel元素，作為調(diào)用的唯一傳入?yún)?shù)。例如，在調(diào)用save_tModel時(shí)傳入的參數(shù)tModelKey為刻面分類(lèi)法所對(duì)應(yīng)的tModelKey，當(dāng)調(diào)用驗(yàn)證服務(wù)函數(shù)時(shí)，validate_values的傳入?yún)?shù)列表中會(huì)出現(xiàn)由該tModelKey標(biāo)志的tModel。UDDI操作站點(diǎn)按照該tModel的相關(guān)規(guī)定對(duì)注冊(cè)信息進(jìn)行驗(yàn)證，從而保證了注冊(cè)信息符合該tModel所描述的刻面分類(lèi)法。 UDDI 操作站點(diǎn)根據(jù)上述原理，利用軟組件的刻面分類(lèi)法提供者所提供的驗(yàn)證服務(wù)，對(duì)軟組件提供者注冊(cè)的信息進(jìn)行檢查，使得UDDI注冊(cè)數(shù)據(jù)在某種意義上成為可信任的。

3 擴(kuò)充UDDI的查詢(xún)功能

在實(shí)際應(yīng)用中重用者可能使用不同的標(biāo)記語(yǔ)言如WSDL［5］(Web Services Description Language)，OWL［6］ (Ontology Web Language)來(lái)描述查找請(qǐng)求，這些描述文件被稱(chēng)為外部描述文件。但是，目前UDDI只能提供基于關(guān)鍵字的查找，不能識(shí)別多種形式的外部描述文件。本文提出了一種靈活的機(jī)制來(lái)擴(kuò)充UDDI的查詢(xún)功能，將第三方提供的實(shí)現(xiàn)查詢(xún)匹配的服務(wù)集成到UDDI中，提供對(duì)多種服務(wù)描述語(yǔ)言的支持，從而為重用者提供多種形式的查詢(xún)服務(wù)。當(dāng)請(qǐng)求者指定UDDI使用外部的查詢(xún)匹配服務(wù)時(shí)，其工作流程如圖2所示。

②擴(kuò)充的UDDI根據(jù)外部描述文件格式對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行過(guò)濾、分類(lèi)

③擴(kuò)充的UDDI查找兼容的外部匹配服務(wù)

④擴(kuò)充的UDDI調(diào)用選中的外部匹配服務(wù)

⑥擴(kuò)充的UDDI將匹配的外部描述返回給請(qǐng)求者

首先，請(qǐng)求者向基于UDDI的軟組件庫(kù)提供描述查找需求的外部描述文件URL；其次，UDDI查找并選擇合適的可用的外部匹配服務(wù)，將外部文件的URL作為參數(shù)傳給被選中的外部匹配服務(wù)；然后，外部匹配服務(wù)執(zhí)行匹配查找并將匹配結(jié)果返回給UDDI，由UDDI將匹配的外部描述以tModel的形式返回給請(qǐng)求者；最后，請(qǐng)求者根據(jù)返回的tModel信息查找服務(wù)綁定和服務(wù)以獲得與軟組件相關(guān)的服務(wù)。圖2擴(kuò)充后UDDI中的接口函數(shù)分別表示軟組件請(qǐng)求者提交請(qǐng)求時(shí)，通過(guò)實(shí)例化這些操作函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)遞交所要查找的服務(wù)、綁定、tModel等信息。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)如何基于UDDI構(gòu)建軟組件庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中軟組件注冊(cè)、管理進(jìn)行了詳細(xì)和深入的分析，為有效解決基于組件的軟件開(kāi)發(fā)所存在的問(wèn)題提供了一種新的途徑。此外，將第三方提供的查詢(xún)匹配服務(wù)集成到UDDI中，擴(kuò)充了UDDI的查詢(xún)功能。我們已經(jīng)基于UDDI開(kāi)發(fā)了該框架的原型系統(tǒng)［7］，目前正在集成第三方提供的外部匹配服務(wù)。由于篇幅所限，這里不再給出系統(tǒng)的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)。下一步的研究工作是如何優(yōu)化該方案的原型系統(tǒng)，進(jìn)一步改進(jìn)面向重用者的軟組件刻面分類(lèi)法，提高軟組件的檢索效率，并集成第三方提供的查詢(xún)匹配服務(wù)到UDDI中。

參考文獻(xiàn)：

［1］常繼波，梅宏. STARS開(kāi)發(fā)體系結(jié)構(gòu)的可復(fù)用資產(chǎn)框架［J］. 計(jì)算機(jī)科學(xué)， 1999， 26(5): 31-40.

［2］PrietoDiaz R. Reuse in Engineering vs. Reuse in Software: Are They Incompatible［C］.2001 Symposium on Software Reusability， Toronto， Canada：ACM Press，2001.174-175.

［3］Jones G，PrietoDiaz R. Building and Managing Software Libraries［C］.Chicago:Proceedings of COMPSAC’88， 1988.228-235.

［4］UDDI Specification TC. Providing a Taxonomy for Use in UDDI version 2.0［EB/OL］. http://www.oasisopen.org/committees/uddispec/doc/tn/uddispectctntaxonomyproviderv10020010717.htm，2002.

［5］E Christensen， F Curbera， G Meredith， et al.Web Services Description Language (WSDL) ［EB/OL］.http://www.w3.org/TR/2001/NOTEwsdl20010315，2001.

［6］P PatelSchneider， P Hayes，I Horrocks. Owl Web Ontology Language Semantics and Abstract Syntax［EB/OL］. http://www.w3.org/TR/2004/RECowlsemantics20040210/， 2004.

［7］Hao C. SE4SC:A Specific Search Engine for Software Components［C］.The 4th International Conference on Computer and Information Technology(CIT 2004)，2004.863-868 .

作者簡(jiǎn)介：

曹虹華(1978-)，男，浙江湖州人，博士研究生，主要研究方向?yàn)檐浗M件、Web Services、軟件體系結(jié)構(gòu)等;應(yīng)時(shí)(1965-)，男，湖北武漢人，教授，博導(dǎo)，主要研究方向?yàn)檐浖赜谩⒒诮M件的軟件工程、Web服務(wù)、軟件體系結(jié)構(gòu)等;杜德慧(1979-)，女，河南信陽(yáng)人，博士研究生，主要研究方向?yàn)檐浖こ獭④浖碚撔问交椒ê湍Ｐ蜋z測(cè)等;馬于濤(1980-)，男，湖北潛江人，博士研究生，主要研究方向?yàn)檐浖こ獭④浖w系結(jié)構(gòu)。

注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文